复合材料薄壁圆柱壳振动实验研究

论文摘要

圆柱壳凭借其自身良好的几何特性和便于加工生产等优点,被广泛应用于船舶、石油、航空、机械制造等工业部门。目前,单一材料的圆柱壳已经满足不了人们的需求,复合材料圆柱壳有较高的比刚度与比强度,已经在国民经济建设中发挥着不可代替的作用。而实际工程中大量的复合材料圆柱壳受到振动的影响,振动直接影响着结构的动力特性,因而研究复合材料壳体的振动特性显得十分重要。本文站在实验角度,根据国内外的实验研究现状与目前实验条件的限制,设计制造了一套实验装置。以理论研究为基础对复合材料薄壁圆柱壳的振动进行实验研究,并与理论进行对比。首先对圆柱壳进行扫频,确定需要测试圆柱壳固有频率的大致范围,再使激振力在固有频率附近进行激振,然后再进行测量、采集数据、分析处理,画出对应的幅频特性曲线,确定固有频率的大小,然后结合理论值,验证节径数,并计算出不同固有频率下的模态阻尼比。另外复合材料的动态弹性模量是变量。通过实验我们可以解决复合材料薄壁圆柱壳动态弹性模量随激振频率变化而变化的问题,得出弹性模量与激振频率的函数关系式,拟合出两者关系曲线图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究复合材料薄壁圆柱壳振动意义
• 1.2 研究复合材料薄壁圆柱壳振动现状
• 1.3 本文的研究方法和具体工作
• 第2章 实验模态基础理论分析
• 2.1 复合材料圆柱壳的固有特性
• 2.2 模态实验的基本方法
• 2.2.1 峰值检测法
• 2.2.2 导纳圆法
• 第3章 实验装置与测试过程
• 3.1 实验目的
• 3.2 实验模型的准备与设计
• 3.2.1 试件的固定
• 3.2.2 实验装置的改进
• 3.2.3 应变片的粘贴与补偿片的连接
• 3.2.4 电桥的选择
• 3.3 实验设备
• 3.4 实验方法
• 3.4.1 壳体的激励
• 3.4.2 测点与测量方法
• 3.4.3 实验频段选择
• 3.4.4 测试系统与流程
• 3.4.5 实验相关参数
• 3.4.6 数据采集分析
• 第4章 复合材料薄壁圆柱壳振动测量
• 4.1 固有频率与模态阻尼比的测量
• 4.1.1 （1）号筒数据
• 4.1.2 （2）号筒数据
• 4.1.3 （3）号筒数据
• 4.1.4 （4）号筒数据
• 4.1.5 （5）号筒数据
• 4.1.6 （6）号筒数据
• 4.2 实验误差精度分析
• 4.3 弹性模量与激振频率的关系
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢